本发明涉及一种复合高强度低温稀土脱硝催化材料的蓄热蜂窝陶瓷体，本发明制备的脱硝催化剂，具备良好的机械强度、抗酸腐蚀能力、抗热震性能，可适应于燃煤锅炉、火电机组的空预器中，以取代空预器中换热原件考登钢，兼具良好的换热性能、脱硝活性和较宽的温度窗口。
背景技术：
近年来，能源及与之相关的环境成为全世界各国最为关注的热点。我国由于人均能源资源短缺，环境容量有限，生态脆弱，将极大的制约我国的可持续发展。国内gdp每年高速发展，能源消耗急骤增加，环境、生态日益恶化。节能降耗成为解决能源问题的一大主攻方向。据统计，国内的工业部门能源消耗量占全国能源总量的70％。其中工业窑炉是我国耗能大户，约占全国总能耗的25％，能源利用率低是造成工业炉耗能大的主要原因之一。
与发达国家的工业炉相比，国内的工业窑炉平均热效率要低20％左右，浪费的能源相当于2亿吨标准煤，可见工业窑炉节能潜力是十分巨大的。
目前工业窑炉中的空气预热器中所用的换热原件材质为考登钢，考登钢具有机械强度高、不易破损、换热速率快、热容大等优点，但是在使用过程中，考登钢表面的搪瓷易脱落，钢材裸漏以后非常容易被硫酸氢铵或结露而成的硫酸腐蚀，尤其是全国燃煤电厂在全面实施超低排放之后。为使脱硝处理后的氮氧化物浓度达到超低排放标准，目前，主流的降低nox排放方法是，增加一层催化剂，这样会导致系统阻力、空气预热器阻力提高，so2向so3的转化率上升，气溶胶排放增加，导致氨逃逸增大、腐蚀及堵塞现象增加等。
空气预热器在使用过程中，换热元件缓慢转动，温度较高的烟气和冷空气交替流经换热元件，进行周期性的换热。在一个换热周期内，换热元件的温度周期性变化，选用稀土元素ce、la作为活性组分，具有较宽的脱硝活性温度区间。
传统的钒钛系脱硝催化剂，活性温度窗口较窄（320～400℃），运行过程中易受so2中毒，低温下活性较低，且易产生硫铵，堵塞催化剂孔及空预器及下游设备，造成系统压降较大，增加引风机的用电成本等不利因素。
而且现有稀土基催化剂不具有蓄热功能，并且耐磨性差，活性温度低值高，强度低，使用寿命短；使得应用范围受到极大局限，因此，我们迫切需要研究一种新型催化剂，以替代上述产品。
技术实现要素：
本发明提供一种复合高强度低温稀土脱硝催化材料的蓄热蜂窝陶瓷体，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明方案采用的技术方案是：一种复合高强度低温稀土脱硝催化材料的蓄热蜂窝陶瓷体，其特征在于该脱硝催化剂主要由以下组分：tic35～40份，al2o370～80份、三氧化钨5～10份、sio25～8份、硫酸钙晶须为10～15份、木浆棉2～3份、氮化硅2～4份、氯化聚乙烯3～6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3～5份、羟丙基甲基纤维素10～12份、邻苯二甲酸酯2～3份、单乙醇胺2～3份、硬脂酸1～3份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成。
所述催化浆料由以下组分组成：氧化锆5～8份、硝酸铁12～15份、硝酸锰12～15份、al2o35～10份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5～10份、聚二甲基硅氧烷0.5～2份、碳纤维6～10份；氧化钕3～5份、偏钨酸铵5～8份、氧化锌3～4份、硝酸铈5～8份，硝酸镧5～6份、钛酸酯偶联剂3份。
一种复合高强度低温稀土脱硝催化材料的蓄热蜂窝陶瓷体，其制备方法包括以下步骤：
（1）泥料捏合：
i）称取tic，al2o3、三氧化钨、sio2、硫酸钙晶须为、硬脂酸、单乙醇胺、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物，20%氨水调节泥料ph，去离子水：粉料重量比为0.4～0.6，搅拌捏合20min左右，通过捏合及调节添加的去离子水、氨水调节泥料指标，泥料捏合（i）泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水0.5～1.5份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加木浆棉，氮化硅，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加氯化聚乙烯、羟丙基甲基纤维素，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0；
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3-4h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为18～22h，得到蜂窝陶瓷坯体；
（6）上浆：称取氧化锆、硝酸铁、硝酸锰、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、氧化钕、偏钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧、钛酸酯偶联剂，在70～95℃溶于含有1.2～3.5份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1～2小时，制成催化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入催化浆料池内，裹上催化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期20～30分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的催化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）干燥-煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，进行煅烧，煅烧温度550℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为7～9h，得到低温蜂窝陶瓷体。
作为优选，所述步骤（3）预过滤挤出，滤网采用网孔规格为1.0x4mm或0.8x3mm的不锈钢滤网。
作为优选，所述步骤（4）成型挤出，挤出机控制条件为，挤出压力7mpa，挤出温度＜35℃，真空度-0.094mpa左右。
本发明具有如下优点：本发明先经过高温烧制蜂窝陶瓷胚体，再将蜂窝陶瓷坯体上浆，最后经过500～600℃烧制而成。本发明提高催化剂抗烧结能力，有利于提高催化剂热稳定性；可适应于燃煤锅炉、火电机组的空预器中；al2o3作为蓄热材料已经得到广泛应用，在蓄热材料使用过程中温度变化的幅度也很大，也没有发现蓄热材料破裂，因此可完全满足作为催化剂载体的要求。因此，如果选择低成本的al2o3蜂窝陶瓷载体，可明显降低催化剂的成本，同时，由于整体式催化剂是轴向传热，可利用al2o3蜂窝陶瓷载体的蓄热功能，提高催化剂温度的均匀性，改善催化性能。本发明在低温的环境下的脱硝率极高，反应条件温和，对环境无任何污染。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将实施例对本发明进行更全面的描述。但是本发明可以以不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
一种复合高强度低温稀土脱硝催化材料的蓄热蜂窝陶瓷体主要由以下组分：tic35份，al2o380份、三氧化钨5份、sio28份、硫酸钙晶须为10份、木浆棉2份、氮化硅4份、氯化聚乙烯3份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5份、羟丙基甲基纤维素10份、邻苯二甲酸酯3份、单乙醇胺2份、硬脂酸3份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成。
所述催化浆料由以下组分构成：氧化锆5份、硝酸铁12份、硝酸锰15份、al2o35份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物5份、聚二甲基硅氧烷2份、碳纤维10份、氧化钕5份、偏钨酸铵8份、氧化锌3份、硝酸铈5份、硝酸镧5份、钛酸酯偶联剂5份。
其制备方法包括以下步骤：
（1）泥料捏合：
i）称取tic，al2o3、三氧化钨、sio2、硫酸钙晶须、硬脂酸、单乙醇胺、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物，20%氨水调节泥料ph，去离子水：粉料重量比为0.4～0.6，搅拌捏合20min左右，通过捏合及调节添加的去离子水、氨水调节泥料指标，泥料捏合（i）泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水0.5份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加木浆棉，氮化硅，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加氯化聚乙烯、羟丙基甲基纤维素，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0。
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐4h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，滤网采用网孔规格为1.0x4mm或0.8x3mm的不锈钢滤网，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，挤出机控制条件为，挤出压力7mpa，挤出温度＜35℃，真空度-0.094mpa左右，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为18h，得到蜂窝陶瓷坯体。
（6）上浆：称取氧化锆、硝酸铁、硝酸锰、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、氧化钕、偏钨酸铵、氧化锌、硝酸铈，硝酸镧、钛酸酯偶联剂，在70℃溶于含有1.2份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1小时，制成催化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入催化浆料池内，裹上催化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期20分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的催化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）干燥-煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，进行煅烧，煅烧温度550℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为9h，得到低温蜂窝陶瓷体。所得产品几何尺寸为150x150x（500～1250）mm，孔径为5～8mm，内壁厚0.7～1.2mm，几何比表面积为360～700m2/m3。
实施例2
一种复合高强度低温稀土脱硝催化材料的蓄热蜂窝陶瓷体主要由以下组分：tic38份，al2o375份、三氧化钨7份、sio26份、硫酸钙晶须为14份、木浆棉3份、氮化硅3份、氯化聚乙烯5份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物4份、羟丙基甲基纤维素11份、邻苯二甲酸酯2份、单乙醇胺3份、硬脂酸2份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成。
所述催化浆料由以下成分组成：氧化锆6份、硝酸铁14份、硝酸锰14份、al2o39份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物8份、聚二甲基硅氧烷1.3份、碳纤维7份、氧化钕4份、偏钨酸铵7份、氧化锌4份、硝酸铈6份、硝酸镧5份、钛酸酯偶联剂5份。
其制备方法包括以下步骤：
（1）泥料捏合：
i）称取tic38份，al2o375份、三氧化钨7份、sio26份、硫酸钙晶须为14份、硬脂酸2份、单乙醇胺3份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物4份，20%氨水调节泥料ph，去离子水：粉料重量比为0.4～0.6，搅拌捏合20min左右，通过捏合及调节添加的去离子水、氨水调节泥料指标，泥料捏合（i）泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水1份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加木浆棉3份，氮化硅5份，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加氯化聚乙烯5份、羟丙基甲基纤维素5份，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0。
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，滤网采用网孔规格为1.0x4mm或0.8x3mm的不锈钢滤网，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，挤出机控制条件为，挤出压力7mpa，挤出温度＜35℃，真空度-0.094mpa左右，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为21h，得到蜂窝陶瓷坯体。
（6）上浆：称取氧化锆、硝酸铁、硝酸锰、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、氧化钕、偏钨酸铵、硝酸铈、硝酸镧、钛酸酯偶联剂，在85℃溶于含有2.2份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌1.5小时，制成催化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入催化浆料池内，裹上催化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期25分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的催化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）干燥-煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，进行煅烧，煅烧温度550℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为8h，得到低温蜂窝陶瓷体。所得产品几何尺寸为150x150x（500～1250）mm，孔径为5～8mm，内壁厚0.7～1.2mm，几何比表面积为360～700m2/m3。
实施例3
一种复合高强度低温稀土脱硝催化材料的蓄热蜂窝陶瓷体主要由以下组分：tic40份，al2o370份、三氧化钨10份、sio25份、硫酸钙晶须为15份、木浆棉3份、氮化硅2份、氯化聚乙烯6份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3份、羟丙基甲基纤维素12份、邻苯二甲酸酯2份、单乙醇胺2份、硬脂酸1份经过泥料捏合，陈腐，挤出成型、干燥与煅烧、浸渍催化浆料、再次干燥与煅烧工序制备而成。
所述催化浆料由以下成分组成：氧化锆8份、硝酸铁15份、硝酸锰15份、al2o310份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物10份、聚二甲基硅氧烷0.5份、碳纤维6份、氧化钕3份、偏钨酸铵5份、氧化锌3份、硝酸铈8份，硝酸镧6份、钛酸酯偶联剂5份。
（1）泥料捏合：
i）称取tic40份，al2o380份、三氧化钨10份、sio25份、硫酸钙晶须为15份、硬脂酸1份、单乙醇胺2份、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物3份，20%氨水调节泥料ph，去离子水：粉料重量比为0.4～0.6，搅拌捏合20min左右，通过捏合及调节添加的去离子水、氨水调节泥料指标，泥料捏合（i）泥料水分目标值38～45%，ph目标值7.8～9.4；
ii）添加20%氨水1.5份，盖上搅拌机顶盖，边搅拌边加热升温至95℃以上，然后打开顶盖，蒸发浓缩泥料水分至泥料呈颗粒状，所述泥料水分目标值25～28%，ph目标值7.8～8.5；
iii）边搅拌边依次添加木浆棉3份，氮化硅5份，添加20%氨水，搅拌15min左右，所述泥料水分目标值29～34%，ph目标值8.1～9.2；
iv）依次添加氯化聚乙烯6份、羟丙基甲基纤维素3份，搅拌10min以上，所述泥料水分目标值28～32%，ph目标值8.1～9.0。
（2）陈腐：将混炼好的泥料，用保鲜膜密封保存，陈腐，陈腐3h；
（3）预过滤挤出：将陈腐好的泥料，在预过滤挤出机上，挤出力塑性1700～2200n，滤网采用网孔规格为1.0x4mm或0.8x3mm的不锈钢滤网，过滤挤出成泥条；
（4）成型挤出：在前端装有scr成型模具的真空挤出机上进行挤出成型，挤出机控制条件为，挤出压力7mpa，挤出温度＜35℃，真空度-0.094mpa左右，得到催化剂湿坯；
（5）干燥-煅烧：将步骤（4）得到的催化剂湿坯，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，干燥温度为90℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期5h；将干燥后的催化剂坯料进行煅烧，煅烧温度1100℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为22h，得到蜂窝陶瓷坯体。
（6）上浆：称取氧化锆、硝酸铁、硝酸锰、al2o3、甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚二甲基硅氧烷、碳纤维、氧化钕、偏钨酸铵、氧化锌、硝酸铈，硝酸镧、钛酸酯偶联剂，在95℃溶于含有1.2～3.5份草酸的水溶液，浆液比1:3，加升温至80℃并保温，用超声波震荡搅拌2小时，制成催化浆料；将步骤5所得蜂窝陶瓷坯体放入催化浆料池内，裹上催化浆料后放入干燥炉，干燥温度为70℃，控制温度从30℃起，按5℃/小时梯度递增，干燥周期30分钟，刮除蜂窝陶瓷坯体外侧的催化浆料并清理干净后，重新放入干燥炉，干燥温度为90℃，干燥周期1h；
（7）干燥-煅烧：将步骤（6）得到的蜂窝陶瓷坯体，转移至铝合金托盘上，用带保温棉的玻璃钢材质的盒盖包装好，进行煅烧，煅烧温度550℃，煅烧过程中，控制温度从100℃起，按100℃/小时梯度递增，煅烧时间为7h，得到低温蜂窝陶瓷体。所得产品几何尺寸为150x150x（500～1250）mm，孔径为5～8mm，内壁厚0.7～1.2mm，几何比表面积为360～700m2/m3。
将本发明实施例1-3所得产品与从市场上买到的其他公司产品进行对比，得到以下检测指标：
经测试，本发明催化剂的抗压强度轴向为40～43mpa，耐磨损4.1～4.3cm3，催化剂的使用寿命在6~7年，具有较高的强度和导热系数，因此具有广泛的社会和经济价值。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明涉及思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内用，已经全部记载在权利要求书中。